JPH0620715B2 - 対向主軸台の熱変位均一化機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、対向主軸台を有する工作機械等のそれぞれの
主軸台の相対する部位の熱変位量を均一にする機構に関
するものである。

従来の技術 対向主軸台で軸物工作物の両端をチャッキングして、主
軸台上に設けた刃物台により旋削加工を行う工作機械に
おいて、両主軸台は、常に同一条件で運転されていると
は限らず、主軸軸受，ビルトインモータ，チャックシリ
ンダ等により発生する熱により、両主軸台の相対する部
位の温度は同じにはならない。従って第１図の対向主軸
台付旋盤に示すように、主軸台本体の主軸中心線より上
側の寸法ａ，ｂに温度差による熱変位量の差が出ると、
工作精度として外径寸法誤差となって表れ、主軸中心線
より下側の寸法ａ′，ｂ′の温度差により両主軸中心線
の垂直（Ｘ軸）方向の芯違いが出ると、工作精度として
外径の円筒度不良となって表れる。また温度差による両
主軸中心線の水平（Ｙ軸）方向の芯違いが生ずると工作
精度としてミーリング加工時の芯ずれとなって表れる。

従来、これら温度差による加工精度不良に及ぼす悪影響
をなくすために、両主軸台にオイルジャケットを設け
て、オイルコン等により温度管理された油を循環させて
両主軸台の温度調整を行っていた。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べたオイルコンによる温度調整は、主軸
台の構造が複雑になり、高価かつ大掛かりなオイルコン
装置が必要になるという問題点を有していた。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、両主軸
台の相対する部位の温度を同じにして加工精度を向上さ
せることのできる安価かつ簡単な構造を提供しようとす
るものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の対向主軸台の熱変
位均一化機構は、各主軸台の複数の相対応する部位にそ
れぞれ一本のヒートパイプのそれぞれの両端部を設け、
可動部に設けた前記ヒートパイプは途中に可撓性部を形
成し、各主軸台の対応部位をそれぞれ独立して熱的に連
結し前記相対応する部位の温度差を少なくするものであ
る。

作用 運転によって発生する温度上昇による両主軸台の相対す
る部位の異なる温度を、ヒートパイプによる熱の運搬動
作により同一温度に近づけ、相対する部位の熱変位量の
差を少なくする。

実施例 実施例について第１図〜第３図を参照して説明する。ベ
ッド１上の両側に、中央に対して対称形のＡ主軸台の本
体２とＢ軸台の本体３が対向して固着されており、本体
２，３はＺ軸方向の角穴２ｂ，３ｂが穿設されており角
穴の４面にはすべり案内面２ａ，３ａが形成されたＺ軸
方向の案内溝が削設されている。そして角穴２ｂ，３ｂ
内に、案内溝にジブを介して摺動可能に嵌合されるＺ軸
方向の案内ひれを有する角形断面形状の主軸ラム４，５
が、同心に嵌挿され、主軸ラム４，５は本体２，３に固
着のＮＣ駆動のサーボモータ６，７によりそれぞれ同期
又は単独に移動位置決め可能とされている。主軸ラム
４，５に複数の軸受により主軸８，９が回転可能に軸承
され、主軸先端にチャック１０，１１が互いに把持爪を
向かい合わせにして取付けられており、主軸８，９は主
軸ラム内蔵のビルトインモータ１２，１３により回転さ
れ、チャック１０，１１により軸物工作物Ｗの両端部が
把持されている。

主軸台の本体２，３上に刃物台ユニット１４，１５が互
いに中央に対して対称形に向き合って取付けられてお
り、刃物台ユニットの枠体１６，１７に削設された垂直
（Ｘ軸）方向のすべり案内面上に中台１８，１９が移動
可能に設けられ、枠体１６，１７に固着のＮＣ駆動のサ
ーボモータ２０，２１により移動位置決めされる。そし
て中台上に刃物台２２，２３が固着されており、刃物台
２２，２３に、Ｘ軸方向の垂直平面上において旋回割出
可能にタレット２４，２５が設けられ、タレット２４，
２５の工具取付ステーションにバイト２６，２７がそれ
ぞれ着脱可能に取付けられている。

更にＡ主軸台の本体２の下部とＢ主軸台の本体３の下部
には、ヒートパイプ３０の両端部が取付けられており、
また本体２の上部と本体３の上部にはヒートパイプ３１
の両端部が取付けられている。更に主軸ラム４及び５に
もヒートパイプ３２の両端部が取付けられており、ヒー
トパイプ３２は、主軸ラム４，５のＺ軸方向移動に対応
できるように可撓性を有するものが使用されパイプ３２
移動のために本体２，３にＺ軸方向の細窓２ｃ，３ｃが
設けられている。ヒートパイプ３０，３１，３２の熱交
換部となる両端部は、主軸台本体２，３及び主軸ラム４
及び５の各部位熱伝導面積が大きくなるように取付けら
れており、各取付部を連結する中間パイプは断熱材で覆
われている。このようにして取付けられているヒートパ
イプは、パイプ内作動流体が注入されており、この作動
流体が主軸台の本体又は主軸ラムの高温側の一方で加熱
され、気化熱を得て蒸発した圧力差によって低温側へ移
動し、ここで放熱して液化され、ウイックで毛管作用に
より再び高温側に帰される循環によって熱を高い方から
低い方に運搬し両端部の取つけられている各部位の温度
を均一にする作用を有する公知のものが使用され、熱の
移動方向が何れか一方に特定することができないので水
平に設けられている。

続いて本実施例の作用について説明する。主軸チャック
１０，１１により両端部を把持された軸物工作物Ｗが、
ビルトインモータ１２，１３により回転され、刃物台の
Ｘ軸方向の移動と主軸ラム４，５のＺ軸方向の同期移動
で旋削加工が行われている。主軸ラム４，５は、主軸軸
受，ビルトインモータ，チャックシリンダ等熱源を内蔵
しており、運転時間の経過とともに温度上昇する。主軸
ラムの温度は、主軸台の本体２，３に伝わり本体２，３
の温度が上昇する。このときの主軸台の本体２，３及び
主軸ラム４，５のそれぞれの相対する位置の温度は、両
主軸が両駆動で同一回転を行っていても同一になるとは
限らず温度差ができる。また両主軸が例えば片側駆動で
一定時間運転されたあと両駆動に切り換えられて同一回
転で回転された場合は、明らかに前記の場合よりも大き
く主軸台本体２，３及び主軸ラム４，５のそれぞれの相
対する位置の温度は異なってくる。そこでＡ主軸台の本
体２とＢ主軸台の本体３との下側の温度差はヒートパイ
プ３０によって、また上側の温度差はヒートパイプ３１
によってそれぞれ均一化され、主軸ラム４と５との温度
差はヒートパイプ３２によって均一化されて各部位の熱
変位量の差が少なくなる。

発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので次に記載す
る効果を奏する。

対向主軸台の相対する複数の部位に一本のヒートパイプ
のそれぞれの両端部を取付けたので、両主軸が同一条件
にて運転されたか異なる条件にて運転されたかに関係な
く、両主軸台の各対応部位の温度差が少なくなり、これ
に伴い熱変位量の差が少ななって工作精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は対向主軸台付旋盤の姿図、第２図は第１図のＡ
−Ａ線視断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線断面図であ
る。 ２……Ａ主軸台の本体、３……Ｂ主軸台の本体 ４，５……主軸ラム ３０，３１，３２……ヒートパイプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向主軸台を有する工作機械において、各
   主軸台（２〜５）の複数の相対応する部位にそれぞれ一
   本のヒートパイプ（３０〜３２）のそれぞれの両端部を
   設け、可動部に設けた前記ヒートパイプは途中に可撓性
   部を形成し、各主軸台の対応部位をそれぞれ独立して熱
   的に連結し前記相対応する部位の温度差を少なくするこ
   とを特徴とする対向主軸台の熱変位均一化機構。